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燃气轮机气路故障诊断技术探讨

燃气轮机气路故障诊断技术探讨
燃气轮机气路故障诊断技术探讨

燃气轮机气路故障诊断技术探讨

摘要:燃气轮机是一种重要的动力设备,其运行安全可靠、结构紧凑、热效率较高,并且负载带动力大,被广泛的应用在天然气、交通、航海、航空等领域。在燃气轮机长期运行过程中,易发生气路故障,严重影响燃气轮机的运行效率和运行安全,本文简要介绍了燃气轮机常见气路故障,分析了燃气轮机工作特性,阐述了燃气轮机气路故障诊断技术。

关键词:燃气轮机;气路故障;诊断技术

燃气轮机热效率较高,并且排气污染小,逐渐成为能源和电力部门的重要动力设备,而燃气轮机一旦发生事故或者故障,会严重影响正常的生产运营,因此积极创新和优化燃气轮机气路故障诊断技术,做好燃气轮机的故障诊断和状态监测,对全面提高燃气轮机运行的可靠性和安全性,减少维修和维护成本,具有非常重要的现实意义。

1.燃气轮机常见气路故障

1.1叶片结垢

燃气轮机运行过程中,一些微小颗粒大量沉积在燃机气路通流部分,逐渐改变了气流的进气角和气流型线,使得叶片厚度和粗糙度不断增加,减少燃气轮机内部的通流面积,严重影响燃气轮机的效率特性和流量特性。

1.2间隙增大

燃气轮机长期处于运行状态,转动部件和静止部件的间隙逐渐增大,而燃气轮机叶顶叶片之间的间隙增大会严重影响燃气轮机的流量和效率。叶顶叶片间隙增大,使得叶顶间隙的主流和泄露流相互影响,在很大程度上逐渐减小燃气轮机主流的流通面积,并且对于气流的设计型线也有着一定影响,不断降低燃气轮机的运行效率。

1.3侵蚀

侵蚀是指由于受到气流中大尺寸颗粒的磨损,燃气轮机气路通流区域逐渐变小。燃气轮机吸入气流中如果含有盐分、沙粒、灰尘、油垢、碳颗粒或者工业污染物颗粒等,很容易形成侵蚀。燃气轮机通流区域受到这些颗粒的磨损和冲击,在长时间的运行过程中会导致燃气轮机通流表面磨损严重,粗糙度增加,从而影响燃气轮机进气角和气流型线,增大气封和叶片间隙,影响燃气轮机的运行性能。

1.4腐蚀

燃气轮机内部构件和气流中的矿物酸、盐分等发生化学反应,导致燃气轮机

燃气轮机运行典型故障分析及其处理

燃气轮机运行故障及典型事故的处理 1 燃气轮机事故的概念及处理原则 111 事故概念 燃气轮机事故指直接威胁到机组安全运行或设备发生损坏的各种异常状态。凡正常运行工况遭到破坏,机组被迫降低出力或停运等严重故障,甚至造成设备损坏、人身伤害的统称为事故。造成设备事故的原因是多方面的,有设计制造方面的原因,也有安装检修、运行维护甚至人为方面的原因。 112 故障、事故的处理原则 当燃气轮机运行过程中发生异常或故障时,处理时应掌握以下原 则:(1) 根据异常和故障的设备反映出来的现象及参数进行综合分析和判断,迅速确定故障原因,必要时立即解列机组,防止故障蔓延、扩大。(2) 在事故处理中,必须首先消除危及人身安全及设备损坏的危险因素,充分评估事故可能的对人身安全和设备损害的后果,及时、果断的进行处理。(3) 在处理事故时牢固树立保设备的观念。要认识到如果设备严重损坏以至长期不能投入运行对电力系统造成的影响更大。所以在紧急情况下应果断的按照规程进行处理,必要时停机检查。 (4) 在事故发生后,运行各岗人员要服从值班长的统一指挥,各施其责,加强联系和配合,尽可能将事故控制在最小的损坏程度。(5) 当设备故障原因无法判断时,应及时汇报寻求技术支持,并按最严重的后果估计予以处理。(6) 事故处理后,应如实将事故发生的地点、时 间及事故前设备运行状态、参数和事故处理过程进行详细记录和总

结。 2 燃气轮机的运行故障、典型事故及处理 211 燃机在启动过程“热挂” “热挂”现象:当燃机启动点火后,在升速过程中透平排气温度升高达到温控线时燃机由速度控制转入温度控制,这抑制了燃油量的增加速率而影响燃机升速,延长燃机启动时间,严重时燃机一直维持在温控状态使燃机无法升速,处于“热挂”状态。随后燃机转速下降致使启动失败,只能停机检查。 “热挂”的原因及处理办法有: (1) 启动系统的问题。①启动柴油机出力不足;②液力变扭器故障。液力变扭器主要由一个离心泵叶轮、一个透平轮和一个带有固定叶片的导向角组成。在启动过程中通过液体将启动柴油机的力矩传送给燃机主轴。液力变扭器的故障可通过比较柴油机加速时燃机0 转速到14HM 的启动时间来判断;③启动离合器主从动爪形状变化,使燃机还没超过自持转速,爪式离合器就提前脱离(柴油机进入冷机后停机) ,这时燃机升速很慢。而燃油参考值是以0105 %FRS/ S 的速度上升的,由于燃机升速慢而喷油量增速率不变使燃油相对过量,使排气温度T4 升高而进入温控,导致燃机的启动失败。(2) 压气机进气滤网堵塞、压气机流道脏,压缩效率下降。进气滤网堵塞会引起空气量不足;压气机流道脏会使压气机性能下降。必须定期更换进气滤网并对压气机进行清洗,及时更换堵塞的滤网和清除压气机流道上的积垢及油污。(3) 燃机控制系统故障。当燃油系统或控制系统异常时,有可能引起燃油

燃气轮机使用维护指南

第一节机组布置形式 发电间——燃气轮机、发电机、励磁机布置在发电间内,安装在同一个隔振钢筋混凝土基础上。发电机油滑系统等主要设备均沿右侧墙布置。此外,由于燃气轮机是燃用易燃易爆气体,在燃气轮机启动过程中,为防止燃料气偶然泄露在厂房内,造成后果,因此在主机间的墙上装有气体泄露报警装置和防爆抽风装置等。主机间的上方是进气过滤、消音通道,内装有消音插班、板式过滤器和百叶窗。为便于安装和维修,机组正上方安装一台5t手动单轨吊车,用于吊装设备。 控制间——控制主机运行。控制间内有主机控制台、锅炉控制台等。操纵台上方有一个小观察窗,操作者不需进入机房,就可以观察机组运行的情况。 低压间——内装有起动整流电源柜、励磁柜、交直流柜、低压配电柜和直流屏等。 高压间——装有电站所需的发电机柜、发电机PT柜、母线PT柜等高压柜。 整个机组布置紧凑,占地面积小,而且噪音低,运行、维护方便。主机厂房后面是锅炉区及锅炉平台,锅炉的控制布置在主厂房控制间内。 燃气压缩机厂房由增压间组成,压缩机厂房与主机厂房后面 燃气压缩机增压间——有燃气压缩机,安装在隔振基础上。在室内上方有5t手动单轨吊车。在增压间的墙上还安装有防爆抽风机,用于对机房进行换气。 燃气压缩机控制间——用于控制压缩机的运行,内装有压缩机的控制仪表柜。

第二节性能数据 燃气轮机发电机组的主要性能参数如下(在标准状态下) 额定输出电功率2000kw 额定电压 6.3kv (或10kv) 燃气轮机型号WJ6G1 发电机型号TF2500—6/1340 蒸汽锅炉产汽量6t/h (与温度和压力有关) 过热蒸汽温度300℃ 过热蒸汽压力(表压) 1.3Mpa(按用户需要) 使用燃料焦炉煤气、天然气、煤层气、石油伴生气、柴油、煤油等 燃料耗率 15.65MJ/KW*h(额定功况) 第一章发电机组 1、简述 本节所指的发电机组包括燃气轮机、发电机、励磁机、联轴节、底座、燃气轮机主支撑、辅助支撑及控制系统等。 在燃气轮机发电机组中,燃气轮机是原动机,利用已增压的燃气作燃料,在燃气轮机中燃烧作功,通过其拖动的发电机发电。燃气轮机在发电的同时排出大量的高温烟气,烟气通过排气管道引入余热锅炉,回收大部分热量来产生蒸汽,蒸汽供采暖或汽轮机发电或作他用。 本发电机组的动力WJ6G1燃气轮机。WJ6G1燃气轮机对于对于使用不同的燃料,其燃烧室及喷嘴等零部件有不同配置。 2、主要设备

燃气轮机控制系统概况

燃气轮机控制系统—SPEEDTRONIC Mark V 摘要:本文介绍了燃气轮机及其控制系统的发展历程,以及燃气轮机控制系统—SPEEDTRONIC Mark V的工作原理及主要功能,并列举了几个燃气轮机控制系统的例子。 关键词:燃气轮机;控制系统 SPEEDTRONIC Mark V Gas Turbine Control System Abstract: This paper introduce the development history of gas turbines and their control system, and the functional principle and main features of gas turbine control systems, accompanied by some exemplifying system. Keywords: Gas Turbine; control system 1.燃气轮机控制系统的发展 燃气轮机开始成为工矿企业和公用事业的原动机组始于40年代后期,其最初被用作管道天然气输送及电网调峰。早期的控制系统采纳了液压机械式气轮机调速器,并辅以气动温控,启机燃料限制稳定及手动程控等功能。其余诸如超速、超温、着火、熄火、无润滑油及振动超标等保护均由独立的装置来实现。 随着控制技术的飞快发展,燃气轮机控制系统出现了以燃料调节器为代表的液压机械操动机构,以及用于启、停机自动控制的继电器自动程序控制。继电器自动程序控制,结合简单的报警监视亦可和SCADA(监控与数据采集)系统接口,用于连续遥控运行。这便是于1966年美国GE公司推出的第一台燃机电子控制系统的雏形。该套系

燃气轮机故障类型及原因

燃气轮机故障监测及诊断 1. 国内燃气轮机主要类型 燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。 燃气轮机分为: (1)轻型燃气轮机为航空发动机的转型,其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高,主要用于电力调峰、船舶动力。 (2)重型燃气轮机为工业型燃气轮机,其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高,主要用于联合循环发电、热电联产。 燃气轮机有不同的分类方法,一般情况如图1-1所示。 图1-1

2. 燃气轮机故障类型 1.燃机在启动过程中“热挂” 2.压气机喘振 3.机组运行振动大 4.点火失败 5.燃烧故障 6.启动不成功 7.燃机大轴弯曲 8.燃机轴瓦烧坏 9.燃机严重超速 10.燃机通流部分损坏 11.润滑油温度高 12.燃机排气温差大 3. 燃气轮机故障原因 “热挂”的原因: (1)启动系统的问题。启动柴油机出力不足;液力变扭器故障等。 (2)压气机进气滤网堵塞、压气机流道脏,压缩效率下降。 (3)燃机控制系统故障。 (4)燃油雾化不良。 (5)透平出力不足。 产生压气机喘振的原因: 压气机喘振主要发生在启动和停机过程中。引起喘振的原因主要有:机组在启动过程升速慢,压气机偏离设计工况;机组启动时防喘放气阀不在打开状态;停机过程防喘放气阀没有打开。 机组运行振动大的原因: 引起燃气轮机运行振动的原因较多,对机组安全运行构成威胁,因此应高度重视。下面列举部分引起机组振动的情况: (1)机组启动过程过临界转速时振动略微升高,属正常现象,但在临界转速后振动会下降。按正常程序启动燃气轮机时,机组会快速越过临界转速,如果由于升速慢引起振动偏高,应检查处理升速较慢的原因。 (2)启动过程中由于压气机喘振引起的振动偏高,喘振时压气机内部发

通用9FA燃气轮机配套二氧化碳来火系统工作原理介绍

CO2灭火系统介绍 CO2火灾保护系统用于燃气轮机组发生火宅时向发生火宅的舱室自动喷入CO2,通过将舱室空气中的氧气含量从标准大气的21%降低到起燃水平(一般为 15%)以下的方法进行灭火。为了降低氧气含量,在一分钟之内把相当于或大于隔间容积 34%的大量二氧化碳排放到隔间中;同时考虑到暴露于高温金属下易燃物的潜在复燃性,需长时期的连续排放以维持灭火浓度,使潜在的复燃条件减少到最小。 灭火系统采用两个独立分配系统:初始排放系统和连续排放系统。在启动后的几秒种之内,充分的二氧化碳从初始排放系统流向燃气轮机隔间以迅速达到灭火浓度(标准为 34%)。然后二氧化碳浓度(通常为 30%)由延续排放系统所逐渐放出的更多补充二氧化碳进行维持,以补偿隔间的泄漏。初始排放系统和延续排放系统的二氧化碳流量,由各个隔间中排放喷嘴的孔板尺寸所控制。初始排放系统的孔板比较大,可以快速排放二氧化碳以迅速获得上述灭火浓度。延续排放系统的孔板比较小,采用相对较慢的排放率得以在整个延长时段内。 燃气轮机机组具有三个防火区域,每个区域由初始排放系统和延续排放系统所成。这个三区域防火系统允许每个区域可各自独立运作,即区域 1 的火灾不会启动区域2区域 3 的二氧化碳排放,区域 2 的火灾不会启动区域 1 或区域 3 的二氧化碳排放,而区域3火灾也不会启动区域 1 或区域 2 的二氧化碳排放。这种区域防护/检测功能通过采用分离热感应火灾探测器 A 和 B 回路而获得。每个火灾探测器连接到防火系统的控制面板上,区域中的 A 探测器和 B 探测器必须同时断开时才能排放二氧化碳(A、B探测器应为A组、B组,每组两个探头,两组中均有探头动作判断为火灾启动)。在相应隔间的外部及内合理布置了脉冲信号、鸣叫声和二氧化碳报警信号,用以向人们发出二氧化碳排放警告。预排放定时器通常设定为30 秒,以便人们从隔间中撤离。 我厂三个区分别为: CO2灭火装置包括下列设备: 1、CO2储罐:CO2储罐上配有压缩机(88RC-1A)、压力开关(63CT-1)、 压力表、液位显示器、安全阀、CO2喷放控制用气隔离阀。

燃气轮机控制系统概况模板

燃气轮机控制系统 概况 燃气轮机控制系统—SPEEDTRONIC Mark V 摘要:本文介绍了燃气轮机及其控制系统的发展历程,以及燃气轮 机控制系统—SPEEDTRONIC Mark V 的工作原理及主要功能,并列举了几个燃气轮机控制系统的例子。 关键词:燃气轮机;控制系统 SPEEDTRONIC Mark V Gas Turbine Control System Abstract: This paper introduce the development history of gas turbines and their control system, and the functional principle and main features of gas turbine control systems, accompanied by some exemplifying

system. Keywords: Gas Turbine; control system 1. 燃气轮机控制系统的发展燃气轮机开始成为工矿企业和公用事业的原 动机组始于40 年代后期,其最初被用作管道天然气输送及电网调峰。早期的控制系统采纳了液压机械式气轮机调速器,并辅以气动温控,启机燃料限制稳定及手动程控等功能。其余诸如超速、超温、着火、熄火、无润滑油及振动超标等保护均由独立的装置来实现。 随着控制技术的飞快发展, 燃气轮机控制系统出现了以燃料调节器为代表的液压机械操动机构,以及用于启、停机自动控制的继电器自动程序控制。继电器自动程序控制,结合简单的报警监视亦 可和SCADA(监控与数据采集)系统接口,用于连续遥控运行。这便是于1966 年美国GE 公司推出的第一台燃机电子控制系统的雏形。该套系统, 也就是后来被定名为SPEEDTRONIC MARK I 的控制系统,以电子装置取代了早期的燃料调节器。 MARK I 系统采用固态系列元件模拟式控制系统, 大约50 块印刷电路板, 继电器型顺序控制和输出逻辑。 MARK II 在1973 年开始使用。其改进主要是采用了固态逻辑系统, 改进了启动热过渡过程, 对应用的环境温度要求放宽了。 在MARK II 的基础上, 对温度测量系统的补偿、剔除、计算等进行改型, 在70 年代后期生产出MARK II +ITS, 即增加了一套集成温度系统。对排气温度的控制能力得以加强, 主要是对损坏的排气热电偶

燃气轮机运行规程

V94.2型燃气轮机运行规程 第一章概述 1 第二章设备规范及性能 2 第一节主机技术规范及特性 2 第二节润滑油系统 3 第三节燃油系统及点火系统 5 第四节防喘放气及水洗系统 8 第五节液压油系统 9 第六节燃油前置系统 10 第七节冷却水系统 12 第八节进气系统 13 第九节启动变频器 13 第三章启动 14 第一节总则 14 第二节启动前的准备工作 14 第三节启动操作 24 第四章运行中的监视与检查 26 第五章正常停机 28 第六章水洗操作 29 第一节压气机离线水洗 29 第二节在线水洗 30 第三节透平水洗 31 第七章事故柴油机 33 第一节概述 33 第二节柴油发电机规范 33 第三节柴油机的启、停操作 34 第三节柴油机的维护 36

第八章空压机 38 第一节概述 38 第二节性能参数 39 第三节空压机的启动和运行 39 第四节空压机的正常维护和保养 41 第五节空压机常见故障及其排除方法 42 第六节空压机屏幕上符号说明 45 第九章事故处理 45 第一节通用准则 45 第二节燃烧和燃油系统失常 46 第三节润滑油系统 50 第四节通流部分损坏和机组振动 51 第五节机组超速和甩负荷 53 第七节电气故障处理 54 第十章设备整定值 57 第一章概述 1、机组概况 V94.2型燃气轮机由原西德电站设备联合制造有限公司(Krartwerke Unit AG-KWU)研究制造。采用单缸单轴、轴向排气的结构,具有设计合理、运行可靠、寿命长、适合多种燃料、检修方便等优点。既适于作为电网的基本负荷机组,也适合于作为调峰机组。转子由端面齿结构传扭,拉杆是空心轴,可调节的进口导叶,低负荷时,提高了机组的经济性。透平有四级,燃烧室为两个侧立的大面积燃烧结构,每个燃烧室装有八个便于拆装的喷嘴,喷嘴为组合式,回流控制。发电机是冷端驱动,有刷励磁方式,可用于变频启动,设有闭式循环水冷却系统。 2、燃机性能数据表:(不考虑燃机喷水) 名称单位 1 2 3 4 5 6 7 燃料 180#重油 180#重油 180#重油 180#重油 LNG LNG LNG 大气压 kpa 1.013 1.013 1.013 1.013 1.013 1.013 1.013

燃气轮机故障诊断毕业论文(含程序)

舰用燃气轮机某关键部件故障诊断方法研究 系别信息工程系 专业测控技术与仪器 班级 学号 姓名 指导教师崔建国 负责教师崔建国 2015年6月

摘要 燃气轮机的关键部件之一滚动轴承是机械设备运行过程中产生最易产生故障的零件,它运行的正常与否直接影响到整台机器的性能。防止故障升级,发生灾难性事故。所以对滚动轴承故障诊断技术进行探讨和学习就具有十分重要的意义。 本文主要以燃气轮机的滚动轴承为研究对象,利用测量的轴承振动信号参数来进行故障诊断,利用神经网络技术对某一动态的模拟原理,应用到对滚动轴承故障诊断的具体方面,设计并构建了基于BP神经网络和自适应模糊神经网络(Adaptive Network Fuzzy Inference System)的滚动轴承故障诊断系统,在MATLAB软件里对构造的训练样本进行训练,利用训练完成后的神经网络我们就可以对滚动状态故障进行诊断。 关键词:滚动轴承;BP神经网络;模糊神经网络

Abstract Rolling bearing is one of the most ordinary parts in mechanical machine, its running state can influence the performance of the whole machine directly, the aircraft stabilizer health status need to be monitored in real time to ensure the aircraft fly safety. so it is important to study the technology of fault diagnosis for rolling bearing. On the basis of analyzing the fault mechanism and vibration signal characteristics of rolling bearing systematically, and after analyzing and processing the vibration signals of right and fault state of rolling bearing, partial appropriate feature parameters are selected as the input of the neural network according to the time and frequency domain characteristics of parameters in this thesis. and the fault diagnosis system for rolling bearing based on BP neural network is built up. Finally,and fuzzy artificial neural network diagnosis technique the training set of right and fault states of rolling bearing is built up by using the measuring data of rolling bearing from former research, the neural network model is trained on the platform of Matlab software.the operating state of rolling bearing has been diagnosed by using the above network which has been trained well. Keywords: rolling bearing; BP neural network; fuzzy artificial neural network

燃气轮机润滑油系统外接净化设备案例分析

燃气轮机发电技术第14卷 第3/4期2012年10月 燃气轮机润滑油系统外接净化设备案例分析 袁柏山 (爱索普流体科技有限公司上海代表处,上海 201206) 摘要:美国坦帕电厂7台GE 7FA燃机润滑系统于2005年12月安装外接净化设备,经过4年多的持续运行,获得了超预期的净化效果。本文通过对运行过程的跟踪和检测数据的分析,重点阐述了净化设备的运行过程和机理,对国内燃机润滑系统的维护和清洁具有非常实用的借鉴价值。关键词:燃气轮机;润滑系统;污染;胶质物;平衡电荷净化 0 前言 坐落于美国佛罗里达州的坦帕电厂有7台GE 7FA 燃气轮机,投入运行4年后发现燃机润滑系统内出现大量的胶质污染物,油质开始变黑,伺服阀等控制部件出现卡涩故障,虽采用了传统的机械过滤但仍无效果。厂方一度考虑换油,后经GE 工程师的推荐,于2005年12月尝试使用油箱旁路在线BCA TM -平衡电荷净化设备,希望以此去除系统内的胶质物、延长润滑油使用寿命。实践证明:此举不但省去了换油的成本,而且由于安装的外接净化设备,燃机润滑系统又持续运行4年至2010年大修时,发现整个润滑系统内部洁净如新,胶质污垢被彻底清除,检测后的油质状况指标多好于新油,仍可继续使用下去。7台机组的油样外观和指标如图1所示,油质各项指标如表1所示。 1 检测数据分析 表1中:1A 、1B 、2D ….分别代表7 台机组。 图1[1] 取自七台机组油样 表1中:Varnish Potential —表示系统内“胶质物前兆”指标,胶质物的等级是按照目前一致公认的QSA —即超离心和定量分光光度分析法将系统内的胶质物前兆按严重程度划分成1~100个数量等级。指标在20以下可以认为润滑系统是比较洁净的,20~40表示轻度的胶质物污染,超过40说明胶质物污染比较严重,需要考虑采取措施对系统内的胶质物进行清除。表1中使用了8年的润滑油系统内的潜在胶质物在5~13之间,说明系统内基本上没 有胶质污垢存在了。 表1中的Gravimetric patch —表示“切片重量分析”,其试验方法与ASTM D893类似,和QSA 一样,也是检测系统内胶质物前兆的一种方法,具体试验方法是使油样经过0.4或0.8m 孔径的滤膜,然后 表1[1] 七台机组油样检测指标

燃气轮机原理(精华版)

QD20燃机轮机机组 第 1章概述 1.1 燃气轮机简介 燃气轮机(Gas Turbine)是以连续流动的气体为工质、把热能转换为机械功的旋转式动力机械,包括压气机、加热工质的设备(如燃烧室)、透平、控制系统和辅助设备等。 走马灯是燃气轮机的雏形我国在11 世纪就有走马灯的记载,它靠蜡烛在空气燃烧后产生的上升热气推动顶部风车及其转轴上的纸人马一起旋转。15世纪末,意大利人列奥纳多〃达芬奇设计的烟气转动装臵,其原理与走马灯相同。 现代燃气轮机发动机主要由压气机、燃烧室和透平三大部件组成。当它正常工作时,工质顺序经过吸气压缩、燃烧加热、膨胀做功以及排气放热等四个工作过程而完成一个由热变功的转化的热力循环。图1-2为开式简单循环燃气轮机工作原理图。压气机从外界大气环境吸入空气、并逐级压缩(空气的温度与压力也将逐级升高);压缩空气被送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧产生高温高压的燃气;然后再进入透平膨胀做功;最后是工质放热过程,透平排气可直接排到大气、自然放热给外界环境,也可通过各种换热设备放热以回收利用部分余热。在连续重复完成上述的循环过程的同时,发动机也就把燃料的化学能连续地部分转化为有用功。 燃气轮机动力装臵是指包括燃气轮机发动机及为产生有用的动力(例如:电能、机械能或热能)所必需的基本设备。为了保证整个装臵的正常运行,除了主机三大部件外,还应根据不同情况配臵控制调节系统、启动系统、润滑油系统、燃料系统等。 燃气轮机区别于活塞式内燃机有两大特征:一是发动机部件运动方式,它为高速旋转、且工质气流朝一个方向流动(不必来回吞吐),使它摆脱了往复式动力机械功率受活塞体积与运动速度限制的制约,在同样大小的机器内每单位时间内通过的工质量要大得多,产生的功率也大得多,且结构简单、运动平稳、润滑油耗少;二是主要部件的功能,其工质经历的各热力过程是在不同的部件中进行的,故可方便地把它们加以不同组合处理,来满足各种用途的要求。 燃气轮机区别于汽轮机有三大特征:一是工质,它采用空气而不是水,可不用或少用水;另是多为内燃方式,使它免除庞大的传热与冷凝设备,因而设备简单,启动和加载时间短,电站金属消耗量、厂房占地面积与安装周期都成倍地减少;再是高温加热高温放热,使它有更大的提高系统效率的潜力,但也使它在简单循环时热效率较低,且高温部件需更多的镍、铬、钴等高级合金材料,影响了使用经济性与可靠性。 自 20 世纪60 年代首次引进6000kW 燃气轮机发电机组以来,我国已建成不少烧油气的燃气轮机及其联合循环发电机组。但由于我国一次能源以煤为主的消费结构,并受到规定的“发电设备只准烧煤”的前燃料政策的制约,目前我国燃气轮机在现有发电设备装机容量中,占有量很小,只有700 万kW 左右,且绝大部分为进口的。但发展速度很快,正在建设和计划的就超过800 万kW,正在建设的一批大型35 万kW 级燃用天然气的联合循环电站。随 着天然气和液体燃料在一次能源中比例的上升和燃气轮机燃煤的技术成熟之后,燃气轮机在我国发电设备中的比例将会愈来愈大。研究表明,由于燃气轮机在效率,环保和成本方面的优势,我国在电站基本负荷发电、老电站技术更新改造、洁净煤发电技术、石油与天然气的输运和高效利用以及舰船、机车交通动力等领域对燃气轮机都将有较大的需求。许多专家还强调燃气轮机在西部大开发中的重要性,国家构想实施的新世纪四大工程:西气东输,西电东送,青藏铁路,南水北调,前三个都与燃气轮机有关。总之,以燃气轮机为核心的总能系统也将成为我国跨世纪火电动力的主要发展方向,我国将是世界最大的燃气轮机潜在市场。 第2章燃气轮机热力循环 2.1热力循环的概念 热力循环是指热力系统经过一系列状态变化,重新回复到原来状态的全部过程。热力循环分为正向循环及逆向循环。将热能转换为机械功的循环称为正向循

燃气轮机技术发展及应用

龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/ca10903410.html, 燃气轮机技术发展及应用 作者:顾士国 来源:《山东工业技术》2017年第16期 摘要:燃气轮机是国家资源节约战略发展下的一项工业产品,也是能源管理方向的最高 技术水平的设备,因此发展燃气轮机技术,扩大燃气轮机的应用范围,是当下制造业的重点发展方向。本文从燃气轮机技术发展的趋势出发和燃气轮机技术发展的内容出发,分析了燃气轮机技术的应用方向,供从事燃气轮机技术探究与应用的工作人员参考。 关键词:燃气轮机;技术发展;应用方式 DOI:10.16640/https://www.doczj.com/doc/ca10903410.html,ki.37-1222/t.2017.16.239 0 引言 燃气轮机的应用在现代企业生产中十分广泛,能够对国民经济发展中所需要的电力和能源进行输送与分配,还是国防领域中的重要应用设备,总体来说燃气轮机在现代社会运行中有着不可取代的作用。随着科学技术的不断进步,近几年的燃气轮机发展技术已经达到了较高的水平,燃气轮机领域也取得了显著的科研成果。 1 燃气轮机技术发展的趋势 今后燃气轮机技术的发展趋势是,通过提高生产设备的温度和压力,来提高机组的运行功率及效率;燃气轮机要适应多种燃料的性质;改变燃气轮机的热力循环系统,运用新型的工质完善操作系统,优化操作的性能。重型的燃气轮机要不断朝着高参数、高性能、高效率、低污染的方向发展,经过相关技术人员与专家的研究,未来的燃气机轮最高温度可以达到1700 度,联合运行的功率可达到65%,并将持续上升。 科学先进的气动设计技术能够进一步的提高高压气机和透平部件的性能,气动设计技术中的可控漩涡技术、自由涡技术、扭叶片技术、多圆弧叶技术、散叶技术、抽吸技术、主动控制技术、被动控制技术、可调叶片技术、间隙控制技术等,能够有效的减少燃气轮机在工业生产中的损失与浪费。比方说运用可调叶片技术能够确保内压气机的工作效率,让内压气机能够在更宽的范围内运转;运用抽吸技术和主动控制技术,能够减少多级轴流压气机的级数和重量、扩大了多级轴流压气机的工作范围[1]。 为了拓宽燃料的适用范围,减少燃料燃烧过程中带来的污染,燃气轮机技术的研发专家要发展高效率低污染的稳定燃技术。目前很多国家的燃气轮机制造厂家都在研究减少污染排放的技术,并投入了一定的物力资源、人力资源和财力资源,建立了专门的实验基地,从事对燃气轮机节能减排技术的研究,并将研究的技术应用在自己生产的燃气轮机中。

9E燃气轮机滑油系统的故障分析及处理

9E燃气轮机滑油系统的故障分析及处理 (机务专业;张章军) 【摘要】本文介绍了本厂及兄弟电厂9E燃气轮机投产以来,滑油系统所发生的主要故障,对引起这些故障的原因进行分析和处理方法进行详实 的论述。 【关键词】9E燃气轮机;滑油系统;故障;处理 概述 温州300MW燃气-蒸汽联合循环的两台燃气轮机是由美国GE公司制造的PG9171E型机组,余热锅炉为比利时CMI余热锅炉,于1999年全部建成投产,燃机使用原油(2006年底开始烧重油)燃料,至今已运行了46000多小时。一台燃气轮机发电机组,除了燃气轮机本体外,必须具备相应的辅助设备、控制系统以及保证机组能安全、可靠、长期运行的管路系统。滑油系统是燃气轮机发电机组当中一个重要的系统。9E燃气轮机发电机组滑油系统的任务是:在机组的起动、正常运行及停机过程中,向燃气轮机和发电机的轴承、透平辅助齿轮箱提供数量充足、温度和压力适当、清洁的润滑油,从而防止轴承烧毁,轴颈过热造成弯曲而引起振动,润滑油也供给起动变扭器作为液压流体及润滑用。除此之外,一部分润滑油分流出来,经过过滤后用作液压控制油或用作液压控制装置的控制流体。如果发电机是氢冷的,发电机氢气密封系统的密封油也由润滑油系统提供。 燃气轮机机组滑油系统由油箱、油泵、冷却器、过滤器、油雾抽除器、阀门、各种控制与保护设备组成。其流程为:主油泵由辅助齿轮箱下部传动齿轮花键套筒轴带动,从润滑油箱抽油,并使滑油加压,主油泵出口的减压阀使主油泵出口压力稳定在 6.9±0.14bar,然后流过单向孔板阀,继而流经冷油器、主油滤网,经过滤网后,有一支路去跳闸油系统,主路经过轴承母管压力调节阀进入轴承润滑油母管,油压保持在 1.8kg/cm2,接着通过管线分流给液压油管路、液力变扭器、辅助齿轮箱,主油路分别供应燃机#1、2、3轴承、发电机#4、5轴承。在燃机正常起动和停机过程中主润滑油泵未能提供足够的油压或正常运行过程中由于事故原因冷油器前油压低于整定值时,辅助润滑油泵起动运行。当停电或其它原因造成紧急停机,由直流电机带动的事故应急油泵供油。由于本机组是氢冷发电机,在冷油器后接入密封油管路。随着运行时间的增长,设备逐渐老化,滑油系统的故障渐渐增多,现把我厂及兄弟电厂发生的一些故障及分析供兄弟电厂参考分析,防止发生类似的故障,主要有以下几个方面: 1、油质变差与滤网压差高故障 润滑油技术指标主要为黏度、色泽、水份、沉淀物、酸度、清洁度、破乳化度等。由于燃气轮机工质温度大多超过1000℃,甚至达到1500℃,燃气轮机中的润滑油处于极为恶劣的高温氧化环境中,巴氏合金轴承可承受的温度高达120℃,但轴承周围的密封空气温度更高, 那里油膜温度可达130℃, 有的最高甚至有140~150℃, 这已达到或超过矿物油及添加剂的温度极限。加上暴露于密封空气中, 油的氧化非常剧烈。并且由于箱装式燃气轮机油箱容积不大,油循环较快,无疑会加快油质老化,不利于滑油的寿命。燃气轮机经过长期运行,滑油的油质将会慢慢变差,水分杂质增多,酸值增高。 某电厂2002年在开机过程中, 点火后燃油流量FQL偏离流量输入信号FSR, 流量过大造成超流量保护动作而启动失败, 有时没有流量或者流量非常大而启动失败。后检查发现原因为65FP-1伺服阀故障。电液转换器发生故障后,经解体清理,从解体情况看, 内部油滤上有不少油泥, 滑阀金属表面能刮下一层漆状沉积物, 呈硬质半透明棕色涂层。这种油泥和漆状物是伺服阀故障的原因。造成液压控制阀故障的原因是油质恶化, 但润滑油常规化验

燃气轮机

燃气轮机 定义: 由压气机、加热工质的设备(如燃烧室)、透平、控制系统和辅助设备组成,将气体压缩、加热后送入透平中膨胀做功,把一部分热能转变为机械能的旋转原动机。 燃气轮机 燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转,将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械,是一种旋转叶轮式热力发动机。燃气轮机可以是一个广泛的称呼,基本原理大同小异,一般所指的燃气涡轮发动机,通常是指用于船舶(以军用作战舰艇为主)、车辆(通常是体积庞大可以容纳得下燃气涡轮机的车种,例如坦克、工程车辆等)。与推进用的涡轮发动机不同之处,在于其涡轮机除了要带动传动轴,传动轴再连上车辆的传动系统、船舶的螺旋桨等外,还会另外带动压缩机。至17世纪中叶,透平原理在欧洲得到了较多应用。 编辑本段发展 燃气轮机是一种先进而复杂的成套动力机械装备,是典型的高新技术密集型产品。作为高科技的载体,燃气轮机代表了多理论学科和多工程领域发展的综合水平,是21世纪的先导技术。发展集新技术、新材料、新工艺于一身的燃气轮机产业,是国家高技术水平和科技实力的重要标志之一,具有十分突出的战略地位。 由于多方面的原因,我国燃气轮机同国际先进水平相比仍存在很大差距,尚未形成真正的产业。诸多领域动力落后的状态,已成为制约国民经济发展的“瓶颈”,其技术仅被世界上少数几个发达国家所控制,目前,先进的燃气轮机在西方国家仍然限制对华出口。 《2013-2017年中国燃气轮机行业发展前景与投资预测分析报告》[1]显示,燃气轮机属于重大核心装备,如果长期依赖进口,在关键技术上受制于人,不利于我国燃气轮机动力产业及相关产业的健康、快速发展。从市场容量看,我国新世纪四大工程中“西气东输”、“西电东送”、“南水北调”等三大工程均需要大量30兆瓦级工业型燃气轮机,同时我国舰船制造业的健康快速发展需要大量30兆瓦级舰船燃气轮机,我国已成为世界最大的燃气轮机潜在市场。 面对经济全球化、国际燃气轮机市场激烈竞争和国外高度垄断的新形势,国家对我国民族燃机产业的发展非常重视,国家发改委和科技部已经将我国燃气轮机市场发展的思路和对策纳入“十二五”及长期发展规划中,重型燃气轮机是国家优先发展的10项重大技术装备之一。是国家

燃气轮机技术国产化解决方案

燃气轮机技术国产化解决方案

目录 第一部分哈汽公司燃气轮机的发展 第部分 第二部分哈汽燃机自主与国产化生产工作第三部分哈汽燃机国产化的经验和意义

一、哈汽公司简介 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司是我国“一五”期间156项重点建设工程项目中的2哈尔滨汽轮机厂有限责任公司是我国“五”期间156项重点建设程项目中的2项——电站汽轮机和船用主动力装置的生产基地,是以生产制造大型火电汽轮机、核电汽轮机工业汽轮机船用主动力成套装置和燃气轮机为主的国有大型发电设备制造骨汽轮机、工业汽轮机、船用主动力成套装置和燃气轮机为主的国有大型发电设备制造骨干企业。 公司于1956年3月17日破土动工,1958年12月10日建成投产,是哈尔滨电气股份有公司于1956年3月17日破土动工1958年12月10日建成投产是哈尔滨电气股份有限公司(在香港H股上市)的全资子公司,隶属于哈电集团公司。

公司现拥有300MW 600MW 1000MW等级超临界大型空冷超超临界机组一、哈汽公司简介 公司现拥有300MW、600MW、1000MW等级超临界、大型空冷、超超临界机组、1000MW以上核电机组,以及重型燃气轮机、25MW级燃气轮机动力涡轮部分、30MW燃压等优势系列化产品具备了行业一流的科研开发水平和生产制造能力30MW燃压等优势系列化产品,具备了行业一流的科研开发水平和生产制造能力。

哈汽燃机自主 制与国产化作 二、哈汽燃机自主研制与国产化工作第一阶段—自主研发 国内六十年代开始研究设计制造工作自上世纪六十年代至今,哈汽公司在燃机产业方面主要经历了以下五个阶段: ?国内六十年代开始研究、设计制造工作 ?先后开发多台舰船动力、机车燃机、发电燃机、轴流压气机等完成试车和运行考验间冷回热研究? 完成试车和运行考验,间冷、回热研究 哈汽公司自主研发6种型号燃气轮机 哈汽公司开发的压气机

GE-9E燃气轮机发电机组润滑油系统详述

9E燃气轮机发电机组润滑油系统 一.概述: 燃机的润滑油系统是一个加压的强制循环系统。该系统的组成有:滑油箱、滑油泵、冷油器、滑油滤、阀门及各种控制和保护装置。滑油系统主要是在燃机启动,正常运行以及停机过程中为燃机提供数量充足,压力和温度适当,清洁的滑油,吸收燃机运行时轴瓦及各润滑部件所产生的热量,从而防止轴承烧毁,轴颈过热弯曲而引起的振动;对燃机的主要润滑部件有燃机的三个轴承,发电机的两个轴承、辅助齿轮箱等;滑油系统还为启动液力变扭器提供工作油及冷却润滑用油;另外,一部分滑油分支经进一步增压及过滤后,作为燃机控制用油;发电机端滑油母管上还有一分支去发电机顶轴油系统。 二.滑油系统的组成及保护动作描述: 1)润滑油箱:容积12491L; 2)主滑油泵:辅助齿轮箱驱动式齿轮泵;6.89B A R-3000L/M I N; 3)辅助滑油泵:交流电机88Q A驱动浸入离心泵; 90K W-2960R P M-400V-3P H-50H Z;6.89B A R-3002L/M I N; 4)应急滑油泵:直流电机88Q E驱动离心泵; 7.5K W-1750R P M-125V-D C;1.37B A R-1596L/M M I N; 5)主滑油泵出口压力释放阀V R-1:设定动作压力:6.89B A R,保护 主滑油泵; 6)滑油冷油器:双联布置,可在线切换;

7)滑油油滤:双联布置,可在线切换,每个滤筒中有12个5μ的纸滤。 8)滑油母管压力调节阀V P R2-1:设定动作压力:1.72B A R,膜片阀,阀体带孔径位31.7m m的孔板,该孔板可通过80%的滑油流量。 9)辅助滑油泵电机防潮加热器23Q A-1:该电机运行时加热器退出,停运时加热器投入; 10)主滑油泵出口带孔板单向阀:孔径:6.35m m,正向通过顺畅,反向通过则为孔板通过,节流降压; 11)辅助滑油泵及应急滑油泵出口单向阀:单向通过;防止主泵正常运行时滑油倒流回油箱. 12)浸入式滑油箱滑油加热器23Q T-1,2:每个: 10.2K W-400V A C-3P H-50H Z;当滑油箱油温(由L T-O T-1A热电阻测得)低于18.3℃时,加热器投入,直到滑油箱油温高于25℃后方退出,加热器投入时,辅助滑油泵会自行启动(L T O T1); 13)滑油箱油温热电阻探测器L T-O T-1A:用于检测滑油箱内滑油温度,若滑油温度低于18.3℃时,控制加热器得投入;只到温度高于25℃后,加热器退出(L T O T2); 14)滑油箱油温热电阻探测器L T-O T-2A:用于检测滑油箱内滑油温度以保证燃机运行时测得滑油粘度,其作为燃机是否容许启动的一个条件:若滑油箱温度降至10.8℃以下,则燃机不容许启动,同时 M A R K-V发出“L U B E O I L T A N K T E M P E R A T U R E L O W”报警,直 到燃机滑油箱温度升至15.6℃后,方容许启动燃机;

燃气轮机的空气进气和排气系统

燃气轮机的空气进气和排气系统 发表时间:2017-12-26T15:07:14.253Z 来源:《防护工程》2017年第21期作者:杨士博徐有宁[导读] 本文基于对燃气轮机空气的进气和排气系统,空气质量对燃气轮机的运行性能和可靠性有着巨大的影响。 沈阳工程学院能源与动力工程学院辽宁沈阳 110136 摘要:本文基于对燃气轮机空气的进气和排气系统,空气质量对燃气轮机的运行性能和可靠性有着巨大的影响,文中着重对进气系统的结构、工作规程,以及空气中的大颗粒悬浮物会对进气设备造成腐蚀和污染,进气系统的噪音污染进行了详细描述。关键词:进气系统排气系统进气管道和消音 燃气轮机是以空气为工质,其进口空气质量和纯净度是提高机组性能和可靠性的前提。因为空气中或多或少包含各种无机物和有机物颗粒杂质,在燃气轮机通流部分中将产生侵蚀、积垢和腐蚀,但一般不会同时发生。对于电站燃气轮机,灰尘颗粒对叶片的侵蚀是较为突出的问题,对机组的寿命有很大影响。 1、空气的进气系统 空气的进气系统包括以下部分:一带有防风雨罩的过滤器房,一个采用高效过滤元件的自动清洁的过滤系统,以及一个进气管路系统。采用了向上和向前这一方式的安排,过滤器房处于进气管道支托结构的顶部上面。进气管路系统与进口的放气加热组合件一起也安装在进气管道支托结构的上面。空气进入过滤器房,通过过道,声学的消声器,进气的加热组合件,垃圾杂质的筛网,然后通过进口的压力通风部位进入至汽轮机的压气机。过滤器房处于抬高位置的安排使系统的结构紧凑扎实,可使过滤器房中尘屑的拾取量达到最少进气系统的结构中所采用的材料和涂料,在设计上考虑到使之免于维修保养。过滤器房的外部和内部的所有面积上(因暴露于空气气流中)以及管路上都涂以一种有防腐和保护作用的无机的含锌底层涂料和环氧树脂的外层涂料。进口处的消音打孔板是用不锈钢制作而成。垃圾杂质的筛网也是不锈钢制成。所有支架的钢材都经过镀锌处理。 2、进口部分 过滤器房包括防风雨罩(其后是水分的分离器)以及一个高效的自动清洁过滤站。防风雨罩是防备大雨和防止空气中大的污染物质进入到进口处的过滤器房。方法是把空气向上引入速度则低于下落雨滴和空气中大杂质落下时达到终点的速度。对于沿海的、水上的、离岸面向海面的平台上使用场合中,建议在防护罩中装有水分分离器,在这些地方的空气中,海水中有高度的盐分能成为一个问题或者有可能需要去除掉潜在的有腐蚀性的液体。自动清洁过滤元件装在垂直的尘格板上。它们是放在一薄钢板的封闭室内,是按照确当的气流流通安排和免受天气影响而设计的。当过滤元件上载满了尘屑以及通过过滤介质后的压力降达到了一个预定数值(用一压力微分开关测量)时,换向一脉动型自动清洁装置启动。采用了一自动程控器控制,过滤元件组以规定的次序,依次进行清洁。程控器操纵着一组电磁阀,每一只控制着几个过滤器的清洁。在清洁进行时,每个阀门释放一短暂的脉冲高压空气。这一脉冲空气冲击着过滤网,造成一短暂的逆向气流,这一气流便积聚在网上的尘屑松开而跌落入存放箱中。在清洁循环完成后,尘屑然后被排放出。清洁循环会一直连续进行,直至尘屑被充分地清除掉并且该部分的压力降到达了压力微分开关上较低的一个设置值才停止。 3、进气管道和消音 空气的进气管道将空气气流从示波器房的出口导入燃气轮机压气机的进口。它包括 8 英尺消音,4 英尺结合有进口放气加热组合件的有消音衬里的管路,一个有消音衬里的90°弯管(内有杂质过滤网),一个有消音衬里的挠性连接口,以及进口处的压力通风部分。进口的消音设施包含着一有声学上处理过的衬里的导管,它含有用矿石棉构成的绝缘挡板,包裹着玻璃纤维布,并且用打着孔眼的不锈钢钢板封装。消音管道内壁的经声学上处理的衬里和消声装置的管路下游有着相似的结构。挡板的垂直-平行外形结构是为了消除压气机的基本音频而特殊设计的,同时也可降低其他频率的噪音水平。采用了一个压气机的放气加热装置后,一部分压气机排放出空气气流被用来加热进入的空气。这一点在汽轮机启动,停机和其他操作状态下可加强汽轮机的可操作性。进口放气加热装置包括一组不锈钢管,装至紧接在消音段后面的无衬里管路上,管路外的一集合总管将空气分配至伸入至管路的这些垂直的不锈钢管,在管路中,排放出的空气通过这些分配管子上所集合成的一系列孔分散至进入的空气气流中。弯管内窝藏着 2 件固定的不锈钢杂物滤网。该杂物滤网的目的在于保护压气机免受从过滤器房、管路或由于维修工作中的过失而进入弯管的硬件的散件。位于杂物滤网下游的一个可移动的出入面板用于清除和检查的目的。有消音处理衬里的膨胀接头将进气装置与燃气轮机隔开。进口处的压力通风乃是进气管路与燃气轮机空压机之间的连接点。进气管路系统也包含有露点温度传感器的设置,该传感器用以监测进口放气加热组合件的下游空气气流,可使与进口放气加热装置有相联系的工作性能的退化降低最少,通过与Mark V 的信息传递,进气系统中所有部分的相对湿度都处于结霜点以下。 4、结论 本文主要对燃气轮机的空气的进气和排气系统做了详细的描述,分析了空气质量对燃机运行和可靠性,对设备的污染和受损有什么影响。为了能够发挥出设备运行性能和可靠性的,必须配备良好的进气系统,对进入机组的空气进行过滤,必须滤掉其中的杂质,这一个能起自动清洁作用的过滤系统(装置)可以容易地和有效地除去悬浮于空气中的 10μm 或更大一些的颗粒。这些颗粒一般来说当存在有足够的数量时是造成显著腐蚀和压气机被弄脏的原因。与进气系统相联系的噪音污染问题是大家所关心的。燃气轮机运行时在进气管路中产生了一相当大的噪音。通过装在管道中成为一组成部分的消音器的应用,使噪音削弱。 参考文献: 【1】、焦树建.燃气轮机与燃气-蒸汽联合循环装置上/下[M].北京:中国电力出版社,2007.8 【2】、杨顺虎.燃气-蒸气联合循环发电设备及运行[M].北京:中国电力出版社,2003. 【3】、黄兵,魏海霞,陈涛.初效过滤器在燃机进气系统上的应用[J].冶金动力,2(4)57-59. 【4】、骆桂英,俞立凡.燃气轮机进气过滤系统的运行[J].发电设备,2008(5)398-403.

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